KT/HAK/KUP High-affinity Transporters in Plants

Abstract

Due to its essential role in plant metabolism and often low availability in the soil, sufficient potassium uptake and management are among the challenges plants face to survive in different environments. Since all potassium functions are related to the transport of the monovalent cation K+ , research focuses on the transporters responsible for K+ uptake and allocation. In addition to playing an essential role in potassium nutrition, K+ transporters also mediate the uptake of pollutants such as Cs. Radioisotopes 134 Cs and 137 Cs released from nuclear bomb tests and nuclear power plant accidents remain in the environment and their accumulation in plants is being studied to reveal the risks of crop production in contaminated soils as well as the possibility of remediating contaminated soil through plants. Ion transport also seems to be a major driver of plant adaptation to unfavourable environments. Several ion transporters appear to be involved in the adaptation of Arabidopsis arenosa populations to serpentine soils, including the potassium transporter AaKUP9. This thesis summarises my effort to characterise two transporters from KT/HAK/KUP family, AtKUP7 and AtKUP9, in Arabidopsis thaliana, and related projects. For AtKUP9, I have significantly expanded the knowledge of its involvement in...

Vzhledem k esenciální roli draslíku v rostlinném metabolizmu a jeho omezené dostupnosti v půdě, patří zajištění dostatečného příjmu draslíku a regulace jeho koncentrace v rostlině k jedněm z výzev, kterým rostliny čelí při snaze přežít v různých prostředích. Protože všechny funkce draslíku jsou vázány k transportu jeho monovalentní formy K+ , výzkum je soustředěn na transportéry zodpovědné za příjem a transport tohoto iontu. Kromě své esenciální role ve výživě draslíkem, transportéry K+ také umožňují příjem polutantů jako například cesia. Radioisotopy 134 Cs a 137 Cs se do prostředí dostaly při testech jaderných bomb a při haváriích jaderných elektráren a zůstávají v něm dodnes. Jejich akumulace v rostlinách je studována za účelem odhalení možného rizika pěstování plodin na znečištěných půdách a pro možnou remediaci kontaminovaných půd rostlinami. Iontové transportéry jsou zřejmě také zásadní pro přizpůsobení rostlin k nehostinnému prostředí. Několik transportérů je zapojeno do adaptace populací Arabidopsis arenosa k hadcovým půdám, včetně draselného transportéru AaKUP9. Tato práce shrnuje mé úsilí o charakterizaci dvou transportérů z rodiny KT/HAK/KUP, AtKUP7 a AtKUP9, v Arabidopsis thaliana a mou práci na přidružených projektech. Pro AtKUP9 jsem významně rozšířil poznání o jeho zapojení do...